不同磁场强度下的黄土沉积物重沉积实验研究

发布时间：2020-11-02 01:35

　　 中国黄土高原风成的黄土-古土壤沉积物很好的记录了第四纪以来的古气候和古地磁场变换信息。因为黄土-古土壤沉积物中既包括原生风成成因的磁性矿物,又包括次生成土成因的磁性矿物,再加上同一次地磁极性倒转在不同黄土剖面甚至同一剖面的多套平行样品中揭示了不同的特征剩磁方向,致使目前对中国黄土-古土壤沉积记录古地磁的可靠性,特别是在弱磁场中其能否忠实记录地磁场的变化信息仍存在较大争议。为了澄清弱磁场环境下,黄土-古土壤沉积物中的磁性颗粒能否精确记录外围磁场的方向,论文选择在不同磁场强度的环境下,对粉碎后的宝鸡黄土-古土壤沉积物开展了重沉积实验,并对重沉积实验样品开展了系统的磁化率各向异性(AMS)和剩磁方向的分析研究,获得了如下几点成果:(1)无论在正常磁场强度或者在弱磁场强度环境下,重沉积实验样品有和天然黄土-古土壤样品一样的正常沉积磁组构,其AMS的最大轴于中间轴方向是近于水平的,而最小轴是近直立的;(2)无论在与现今地磁场强度一样的磁场强度下或者在更弱的磁场强度环境下,在正极性磁场中获得的重沉积样品的特征剩磁方向均为正极性,在反极性磁场环境下获得的重沉积样品的特征剩磁方向均为反极性;(3)重沉积实验结果表明中国黄土-古土壤沉积物即使在相当于现今地磁场强度十分之一的弱磁场环境下也能有效地记录地磁场变化信号。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：P318;P642.131;P534.63
【部分图文】：

3研究区概况与样品采集14南部，我国陕西省西部。用于的实验样品采集于西安向西200千米，宝鸡向北5千米凌辉村剖面，经纬度为34.41°N、107.12°E。厚度约160m，一共有37个黄土-古土壤层，且下伏红粘土（图3-1）。为了获得新鲜的未被风化沉积物，我们采集样品时去除了厚度50厘米左右表层土壤，选取了一个露头良好并连续采集了多个向上的块状样品。为了重沉积实验的顺利进行，首先在实验室把固结弱的块状的黄土-古土壤样品分解，使其颗粒粉尘细小均匀：将采集的块状样品放于无磁性袋子中密封保存，用无磁性的锤子多次击打将样品裂解，接着把上述样品放于铜制的研钵捣碎、研磨，使样品进通过直径300μm的无磁性筛子，获得大小均匀的黄土-古土壤沉积物细颗粒粉尘（图3-2）。在样品制作过程中，保持环境的干燥是为了实验的顺利进行。图3-1采样地点

黄土-古土壤沉积物细颗粒粉尘

中国地质大学（北京）17含水量是重沉积实验样品能否有效记录磁信号关键所在。当沉积物水含量为小于等于40％时，重沉积得到的湿样与干沉积相比，没有太大区别，即在此水分下的沉积物和干沉积的沉积物对地磁记录的保真度都差。沉积物含水量在40-50%之间变化，是沉积物记录地磁信号的好坏的关键。当沉积物含水量大于50％时，沉积物对外的磁场记录明显增加。总之，同等下的外加磁场处于不同含水量的样品即样品处于饱和状态的时间，将会影响沉积物记录外磁场的保真度，这是重沉积实验中控制水含量的依据。要注意的是：这里的水含量是相对于沉积物干重和水质量的百分比，而不是沉积物孔隙空间含水量（Verosub，1979）。图4-1(a)亥姆霍兹线圈安装(b)重沉积实验装置(c)控制系统
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本文编号：2866386